DE10147148A1

DE10147148A1 - Network gateway device and communication system for real-time communication connections

Info

Publication number: DE10147148A1
Application number: DE10147148A
Authority: DE
Inventors: Karl Klaghofer; Harald Mueller; Heribert Mueller; Juergen Totzke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2003-04-24
Also published as: WO2003028333A1; EP1430688A1; EP1430688B1; CN1559133B; CA2461417A1; US20040249963A1; CN1559133A

Abstract

Die erfindungsgemäße Netzübergangsseinrichtung (NU) erlaubt eine logisch direkte transportprotokollbasierte Ankopplung mehrerer VoIP-Kommunikationsnetze (KN1, KN2) mit unterschiedlichen, auf das paketorientierte Transportprotokoll (IP) aufgesetzen Verbindungssteuerprotokollen (SP1, SP2). Die Netzübergangsseinrichtung (NU) weist dazu für jedes der anzukoppelnden VoIP-Kommunikationsnetze (KN1, KN2) jeweils eine transportprotokollbasierte Datenschnittstelle (D1, D2), eine verbindungssteuerprotokollbasierte Signalisierungsschnittstelle (S1, S2) sowie eine Umsetzeinrichtung (SIWU) zum Umsetzen zwischen den unterschiedlichen Verbindungssteuerprotokollen (SP1, SP2) auf.The network gateway device (NU) according to the invention allows a logically direct transport protocol-based coupling of several VoIP communication networks (KN1, KN2) with different connection control protocols (SP1, SP2) based on the packet-oriented transport protocol (IP). For this purpose, the network gateway device (NU) each has a transport protocol-based data interface (D1, D2), a connection control protocol-based signaling interface (S1, S2) and a conversion device (SIWU) for converting between the different connection control protocols (KN1, KN2). SP1, SP2).

Description

In zeitgemäßen Kommunikationssystemen werden Echtzeitverbindungen, z. B. zur Sprach-, Video- oder Multimediakommunikation, in zunehmendem Maße auch über paketorientierte Kommunikationsnetze, wie z. B. lokale Netze (LAN: Local Area Network) oder Weitverkehrsnetze (WAN: Wide Area Network), geführt. Auf dieser Technik basiert beispielsweise die sogenannte Internettelefonie, die häufig auch als VoIP-Telefonie (VoIP: Voice/Video-over-Internetprotokoll) bezeichnet wird. In contemporary communication systems Real-time connections, e.g. B. for voice, video or Multimedia communication, increasingly also via packet-oriented Communication networks, such as B. Local area network (LAN) or wide area network (WAN). On this technique is based, for example, on the so-called Internet telephony, often called VoIP telephony (VoIP: Voice / Video over Internet Protocol).

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt basiert ein Aufbau von Echtzeitkommunikationsverbindungen über ein paketorientiertes Kommunikationsnetz häufig auf der ITU-T-Empfehlung H.323. Die H.323-Empfehlung beschreibt Echtzeitverbindungen innerhalb eines paketorientierten Kommunikationsnetzes, sowie Echtzeitverbindungen, die von einem paketorientierten Kommunikationsnetz über eine Gatewayeinrichtung in ein leitungsvermitteltes Kommunikationsnetz, z. B. ein ISDN-Netz, und von diesem zu einem externen Verbindungsziel weitervermittelt werden. Falls sich ein jeweiliges externes Verbindungsziel innerhalb eines externen paketorientierten Kommunikationsnetzes befindet, wird die betreffende Echtzeitverbindung über das leitungsvermittelte Kommunikationsnetz zur Gatewayeinrichtung des externen Kommunikationsnetzes und von dort wieder per Paketvermittlung zum externen Verbindungsziel vermittelt. At the moment there is a structure of Real-time communication connections over a packet-oriented Communication network often based on ITU-T recommendation H.323. The H.323 recommendation describes real-time connections within a packet-oriented communication network, as well Real-time connections from a packet-oriented Communication network via a gateway device in a circuit-switched Communication network, e.g. B. an ISDN network, and from this to forwarded to an external connection destination. If a respective external connection destination within a external packet-oriented communication network, the relevant real-time connection is made via the circuit-switched communication network to the gateway device of the external communication network and from there again via Packet switching switched to the external connection destination.

Hierbei treten jedoch aufgrund des zweifachen Übergangs von Paketvermittlung zu Leitungsvermittlung und wieder zu Paketvermittlung zum Teil erhebliche Einbußen hinsichtlich der Übertragungsleistung und Sprachqualität auf. Zudem ist beim Übergang zwischen Paket- und Leitungsvermittlung eine aufwändige Protokollumsetzung auf Schicht 3 des OSI-Referenzmodells durchzuführen. However, due to the double transition from packet switching to circuit switching and back to packet switching, there are sometimes considerable losses in terms of transmission performance and voice quality. In addition, a complex protocol implementation at layer 3 of the OSI reference model has to be carried out during the transition between packet and line switching.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Netzübergangseinrichtung sowie ein Kommunikationssystem anzugeben, womit die genannten Nachteile bei Echtzeitkommunikationsverbindungen zwischen unterschiedlichen paketorientierten Kommunikationsnetzen vermieden werden können. It is an object of the present invention To specify network gateway device and a communication system, with which the disadvantages mentioned Real-time communication connections between different packet-oriented Communication networks can be avoided.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Netzübergangseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12. This task is solved by a gateway with the features of claim 1 and a Communication system with the features of claim 12.

Die Erfindung erlaubt es, auf einem paketorientierten Transportprotokoll, wie z. B. dem Internetprotokoll oder anderen Protokollen aus der TCP/IP-Protokollfamilie, basierende Echtzeitkommunikationsverbindungen, z. B. zur Sprach-, Video- und/oder Multimediakommunikation, zwischen Kommunikationsnetzen mit unterschiedlichen Verbindungssteuerprotokollen aufzubauen. Derartige Kommunikationsnetze mit einem auf einem paketorientierten Transportprotokoll aufgesetzten Verbindungssteuerprotokoll, z. B. gemäß der ITU-T-Empfehlung H.323 oder gemäß dem SIP-Standard (SIP: Session Initiation Protocol) des IETF-Forums, werden häufig auch als VoIP-Systeme bezeichnet. VoIP-Systeme können sich hinsichtlich ihrer Verbindungssteuerprotokolle und/oder hinsichtlich verwendeter Nutzdatenkodierverfahren unterscheiden und/oder von unterschiedlichen Betreibern in unterschiedlichen administrativen Domänen verwaltet werden. The invention allows on a package-oriented Transport protocol, such as B. the Internet protocol or others Protocols from the TCP / IP protocol family, based Real-time communication connections, e.g. B. for voice, video and / or multimedia communication, between Communication networks with different connection control protocols build. Such communication networks with one on one packet-oriented transport protocol Call control protocol, e.g. B. according to ITU-T recommendation H.323 or according to the SIP standard (SIP: Session Initiation Protocol) of IETF forums, are often referred to as VoIP systems. VoIP systems can differ in terms of their Link control protocols and / or as used Differentiate user data coding method and / or from different Operators in different administrative domains to get managed.

An die erfindungsgemäße Netzübergangseinrichtung können unterschiedliche Kommunikationsnetze logisch direkt auf der Ebene des Transportprotokolls angekoppelt werden. Somit tritt bei Echtzeitkommunikationsverbindungen zwischen den angekoppelten Kommunikationsnetzen zumindest logisch kein Medienbruch hinsichtlich des Datentransports und insbesondere kein Übergang zwischen Paket- und Leitungsvermittlung auf. Dies ist insofern sehr vorteilhaft, als sich viele bekannte paketorientierte Methoden zur Dienstgütesicherung bei logisch durchgehendem Datenpakettransport besonders wirkungsvoll einsetzen lassen. Zudem ist keine zusätzliche und sehr aufwändige Umsetzung auf der Ebene des Transportprotokolls wie bei herkömmlichen zwischen Paket- und Leitungsvermittlung umsetzenden Gatewayeinrichtungen erforderlich. To the network gateway device according to the invention different communication networks logically directly on the Transport protocol level can be coupled. Thus occurs with real-time communication connections between the coupled communication networks at least logically none Media break with regard to data transport and in particular none Transition between packet and line switching on. This is very advantageous in that many are well known package-oriented methods for quality assurance at logical continuous data packet transport is particularly effective let insert. In addition, there is no additional and very complex implementation at the level of the transport protocol as with conventional between packet and line switching implementing gateway devices required.

Erfindungsgemäß weist die Netzübergangseinrichtung eine Umsetzeinrichtung zum Umsetzen zwischen den unterschiedlichen Verbindungssteuerprotokollen der angekoppelten Kommunikationsnetze auf. Im Rahmen der Verbindungssteuerprotokolle kann die Umsetzeinrichtung insbesondere zwischen unterschiedlichen Verbindungssignalisierungen, unterschiedlichen Verbindungsaufbausignalisierungen und/oder unterschiedlichen Dienstgütesignalisierungen umsetzen. Da die umzusetzenden Verbindungssteuerprotokolle jeweils auf einem paketorientierten Transportprotokoll basieren, treten in der Regel erheblich weniger Umsetzverluste auf als bei herkömmlichen, zwischen Paket- und Leitungsvermittlung umsetzenden Gatewayeinrichtungen. According to the invention, the network gateway device has a Transfer device for transferring between the different Connection control protocols of the coupled Communication networks. Under the connection control protocols can the conversion device in particular between different ones Connection signaling, different Connection establishment signaling and / or different Implement quality of service signaling. Because the ones to be implemented Connection control protocols each on a packet-oriented Transport protocol based, usually occur significantly less Implementation losses than with conventional, between parcel and Line switching implementing gateway devices.

Weiterhin kann aufgrund der Umsetzung der Verbindungssteuerprotokolle im Allgemeinen eine aufwändig zu implementierende Kommunikation zwischen Verbindungssteuereinrichtungen der angekoppelten Kommunikationsnetze vermieden werden. Furthermore, due to the implementation of the Connection control protocols are generally difficult to implement Communication between connection control devices of the coupled communication networks can be avoided.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Advantageous embodiments and developments of Invention are specified in the dependent claims.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann in der Netzübergangseinrichtung eine physikalische und/oder logische Trennung zwischen einer Signalisierungsübergangseinrichtung zum Umsetzen zwischen den unterschiedlichen Verbindungssteuerprotokollen und einer Nutzdatenübergangseinrichtung zum Umsetzen von im Rahmen der Echtzeitkommunikationsverbindungen zu übertragenden Nutzdaten vorgesehen sein. Die Nutzdatenübergangseinrichtung kann zwischen unterschiedlichen Nutzdatenkodierverfahren, wie beispielsweise gemäß den ITU-T- Empfehlungen G.711, G.723.1, G.729 oder gemäß GSM-Standard (Global System for Mobile Communication), umsetzen. Die logische und/oder physikalische Trennung führt zu einer flexiblen, modularen und damit hochskalierbaren Architektur der Netzübergangseinrichtung. So können beispielsweise auch mehrere anwendungsspezifische Nutzdatenübergangseinrichtungen einer Signalisierungsübergangseinrichtung zugeordnet und/oder durch diese gesteuert werden. According to an advantageous development of the invention, in the gateway device has a physical and / or logical separation between one Signaling transition device for implementation between the different Link control protocols and one User data transfer device for implementing in the context of Real-time communication connections to be transmitted user data. The User data transfer device can be between different User data coding method, such as according to the ITU-T Recommendations G.711, G.723.1, G.729 or according to the GSM standard (Global System for Mobile Communication). The logical and / or physical separation leads to a flexible, modular and therefore highly scalable architecture of the Network gateway device. For example, you can several application-specific user data transfer devices assigned to a signaling transition device and / or be controlled by this.

Die Signalisierungsübergangseinrichtung und die Nutzdatenübergangseinrichtung können vorzugsweise mittels des H.248- Protokolls gemäß ITU-T-Empfehlung oder mittels des sogenannten "Media Gateway Control Protocol" (MGCP) gemäß IETF- Standard gekoppelt sein. The signaling gateway and the User data transfer device can preferably by means of the H.248 Protocol according to ITU-T recommendation or using the so-called "Media Gateway Control Protocol" (MGCP) according to IETF Standard coupled.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Netzübergangseinrichtung, vorzugsweise in der Signalisierungsübergangseinrichtung, eine Stellvertretereinrichtung zum Bedienen von Steuer- und/oder Anfragemeldungen aus einem der Kommunikationsnetze in Vertretung für eine an einer Echtzeitkommunikationsverbindung beteiligte Einrichtung eines anderen der Kommunikationsnetze aufweisen. Aufgrund der Stellvertreterfunktionalität der Netzübergangseinrichtung ist seitens einer Verbindungssteuerung eines angekoppelten Kommunikationsnetzes im Allgemeinen keine Sonderbehandlung netzwerkübergreifender Echtzeitkommunikationsverbindungen erforderlich. According to a further advantageous development of the invention can the gateway device, preferably in the Signaling gateway, a Representative device for operating control and / or request messages one of the communication networks representing one at one Real-time communication link involved setting up a have other of the communication networks. Due to the Representative functionality of the gateway device is on the part of a connection controller of a coupled one Communication network generally no special treatment cross-network real-time communication connections required.

Insbesondere kann in der Netzübergreifseinrichtung eine Stellvertretereinrichtung vorgesehen sein zum Vertreten eines in einem ersten der Kommunikationsnetze unterstützten und in einem zweiten der Kommunikationsnetze nicht unterstützten Dienstmerkmals gegenüber dem ersten Kommunikationsnetz. In particular, a Representative device may be provided to represent a supported in a first of the communication networks and in a second of the communication networks are not supported Service feature compared to the first communication network.

Weiterhin kann die Netzübergangseinrichtung, vorzugsweise in der Signalisierungsübergangseinrichtung, eine Dienstmerkmal- Übergangseinrichtung zum Umsetzen zwischen unterschiedlichen Dienstmerkmalprotokollen der unterschiedlichen Kommunikationsnetze aufweisen. Furthermore, the gateway device, preferably in the signaling gateway, a service Transition device to implement between different Feature logs of the different Have communication networks.

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit kann die Netzübergangseinrichtung darüber hinaus eine zwischen die Datenschnittstellen geschaltete Firewall-Einrichtung zur Datenverkehrsüberwachung insbesondere auf der Ebene der Verbindungssteuerprotokolle aufweisen. To increase operational safety, the Network gateway device also one between the Data interfaces switched firewall device for Traffic monitoring especially at the level of Have connection control protocols.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Netzübergangseinrichtung, vorzugsweise in der Signalisierungsübergangseinrichtung, eine Adressauflösungseinrichtung zum Austauschen von Adressinformation, wie z. B. Rufnummern, Aliasadressen, E-Mailadressen, Internetadressen und/oder anderen sog. URI (Uniform Resource Identifier), zwischen den angekoppelten Kommunikationsnetzen aufweisen. Ein solcher Austausch von Adressinformation erlaubt es, Datenpakete in einem der angekoppelten Kommunikationsnetze mit einer Adressinformation für ein anderes der Kommunikationsnetze zu versehen. According to a further advantageous development of the Invention, the gateway device, preferably in the Signaling gateway, a Address resolution device for exchanging address information, such as. B. Telephone numbers, alias addresses, email addresses, Internet addresses and / or other so-called URI (Uniform Resource Identifier), between the coupled communication networks. On such exchange of address information allows Data packets in one of the connected communication networks with one Address information for another one of the communication networks Mistake.

Darüber hinaus kann die Netzübergangseinrichtung, vorzugsweise in der Signalisierungsübergangseinrichtung, eine Dienstgütesteuerung aufweisen zum Umsetzen von Dienstgüteklassen der Verbindungssteuerprotokolle auf transportprotokollspezifische Dienstgüteklassen. Zu diesem Zweck kann zwischen der Signalisierungsübergangseinrichtung und der Nutzdatenübergangseinrichtung eine Schnittstelle zur Dienstgütesteuerung vorgesehen sein. Eine derartige Schnittstelle kann vorzugsweise mittels eines um ein Dienstgüteinformation- Signalisierungselement erweiterten H.248-Protokolls oder MGCP-Protokolls implementiert werden. In addition, the gateway device, preferably in the signaling transition device, a Quality of service control have to implement quality of service classes Connection control protocols on transport protocol-specific Quality of service classes. For this purpose you can choose between the Signaling gateway and the User data transfer device an interface for quality control be provided. Such an interface can preferably by means of a quality of service information Signaling element extended H.248 protocol or MGCP protocol can be implemented.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. An embodiment of the invention is described below the drawing explained in more detail.

Die Figur zeigt ein Kommunikationssystem mit zwei über eine Netzwerkübergangseinrichtung gekoppelten, paketorientierten, Kommunikationsnetzen in schematischer Darstellung. The figure shows a communication system with two over a network gateway device coupled, packet-oriented, communication networks in schematic Presentation.

In der Figur ist ein Kommunikationssystem mit zwei über eine Netzübergangseinrichtung NU gekoppelten paketorientierten Kommunikationsnetzen KN1 und KN2 schematisch dargestellt. Die Kommunikationsnetze KN1 und KN2 sind als sogenannte VoIP- Systeme (Voice/Video-over-Internetprotokoll) für Echtzeitkommunikationsverbindungen zur Sprach-, Video- und/oder Multimediakommunikation ausgebildet. Als Transportprotokoll zum Übertragen von Datenpaketen ist in beiden Kommunikationsnetzen KN1 und KN2 das Internetprotokoll IP implementiert. In the figure is a communication system with two over one Network gateway device NU coupled packet-oriented Communication networks KN1 and KN2 are shown schematically. The Communication networks KN1 and KN2 are so-called VoIP Systems (voice / video over internet protocol) for Real-time communication connections for voice, video and / or Multimedia communication trained. As a transport protocol to Data packets are transmitted in both communication networks KN1 and KN2 implemented the Internet protocol IP.

Während beide Kommunikationsnetze KN1 und KN2 das gleiche Transportprotokoll IP aufweisen, unterscheiden sie sich hinsichtlich ihres Verbindungssteuerprotokolls. Für das vorliegende Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass im Kommunikationsnetz KN1 ein Signalisierungsprotokoll SP1 gemäß der ITU- T-Empfehlung H.323 und im Kommunikationsnetz KN2 ein sich vom Signalisierungsprotokoll SP1 unterscheidendes Signalisierungsprotokoll SP2 als Verbindungssteuerprotokolle implementiert sind. Das Signalisierungsprotokoll SP2 kann beispielsweise ein sogenanntes SIP-Protokoll (Session Initiation Protocol) gemäß IETF-Forum oder ein H.323-Protokoll sein, das sich vom Signalisierungsprotokoll SP1 durch eine unterschiedliche H.323-Version, eine unterschiedliche H.323- Implementierung und/oder unterschiedliche H.323- Verbindungsaufbauoptionen unterscheidet. Die Signalisierungsprotokolle SP1 und SP2 sind jeweils auf dem Transportprotokoll IP aufgesetzt. Im Rahmen einer Verbindungssteuerung dienen die Signalisierungsprotokolle SP1 und SP2 insbesondere zur Verbindungssignalisierung, Verbindungsaufbausignalisierung, Dienstmerkmalsignalisierung (z. B. Anrufumleitung, Rufübergabe) und/oder Dienstgütesignalisierung. While both communication networks KN1 and KN2 the same Transport protocol have IP, they differ regarding their connection control protocol. For the The present exemplary embodiment is assumed that in Communication network KN1 a signaling protocol SP1 according to the ITU T recommendation H.323 and in the communication network KN2 a different Distinctive signaling protocol SP1 Signaling protocol SP2 as connection control protocols are implemented. The signaling protocol SP2 can for example a so-called SIP protocol (session initiation Protocol) according to the IETF Forum or an H.323 protocol that from the signaling protocol SP1 by a different H.323 version, a different H.323 Implementation and / or different H.323 Establishes connection options. The Signaling protocols SP1 and SP2 are each on the Transport protocol IP set up. As part of a connection control the signaling protocols SP1 and SP2 serve in particular for connection signaling, Call setup signaling, service feature signaling (e.g. call forwarding, Call transfer) and / or quality of service signaling.

Typischerweise kann das Kommunikationsnetz KN1 ein privates Unternehmensnetz (Enterprise Network) und das Kommunikationsnetz KN2 ein Netzwerk eines Netzbetreibers (Carrier Network) oder ein weiteres, externes Unternehmensnetz sein. Typically, the communication network KN1 can be a private one Enterprise Network and that Communication network KN2 a network of a network operator (carrier network) or another external company network.

Zum Echtzeittransport von im Rahmen von Echtzeitkommunikationsverbindungen zu übertragenden Nutzdaten ist in beiden Kommunikationsnetzen KN1 und KN2 jeweils ein Echtzeitprotokoll RTP (Real Time Protocol) implementiert. Das Echtzeitprotokoll RTP setzt auf dem sogenannten UDF-Protokoll (User Datagramm Protocol) und dieses wiederum auf dem Internetprotokoll IP auf. Nach einer einfacheren Ausgestaltungsvariante können die Nutzdaten anstatt über das Echtzeitprotokoll RTP auch direkt über das Internetprotokoll IP übertragen werden. For real-time transport of within the scope of Real-time communication links to be transmitted user data is in both Communication networks KN1 and KN2 each have a real-time protocol RTP (Real Time Protocol) implemented. The real-time protocol RTP uses the so-called UDF protocol (User Datagram Protocol) and this in turn on the Internet protocol IP on. According to a simpler design variant, the User data also directly instead of using the real-time protocol RTP be transmitted over the Internet protocol IP.

Das Kommunikationsnetz KN1 weist eine Kommunikationsendeinrichtung EE, wie z. B. ein Endgerät, einen Personalcomputer, eine Kommunikationsanwendung oder einen Kommunikationsclient, sowie eine Verbindungssteuerung GK, wie z. B. einen sogenannten Gatekeeper gemäß H.323-Empfehlung, auf. Ein Aufbau einer Echtzeitkommunikationsverbindung von oder zu der Kommunikationsendeinrichtung EE wird mittels einer - in der Figur durch einen Doppelpfeil angedeuteten - Signalisierung zwischen der Kommunikationsendeinrichtung EE und der Verbindungssteuerung GK veranlasst. Außer zur Verbindungskontrolle dient die Verbindungssteuerung GK auch zur kommunikationsnetzinternen Adressauflösung, d. h. zum Umsetzen zwischen Endeinrichtungsadressen, wie z. B. Telefonnummern oder Aliasnamen, und Internetprotokolladressen von Verbindungspartnern. Beim Hochlauf der Netzübergangseinrichtung NU registriert sich diese bei der Verbindungssteuerung GK, vorzugsweise durch RAS- Signalisierung (RAS: Registration Access Status) gemäß der ITU-T-Empfehlung H.225.0. The communication network KN1 has one Communication terminal EE, such as. B. a terminal, a personal computer, a communication application or a communication client, and a connection control GK, such as. B. one so-called gatekeeper according to H.323 recommendation. Building a Real-time communication link from or to the Communication terminal EE is by means of - in the figure by indicated by a double arrow - signaling between the Communication terminal EE and connection control GK initiated. In addition to checking the connection, the GK connection control also for internal communication network Address resolution, d. H. to implement between Device addresses such as B. phone numbers or aliases, and Internet protocol addresses of connection partners. When starting up the gateway device NU registers this with the connection control GK, preferably by RAS Signaling (RAS: Registration Access Status) according to the ITU-T recommendation H.225.0.

Die Netzübergangseinrichtung NU verfügt über eine transportprotokollbasierte, hier internetprotokollbasierte Datenschnittstelle D1, über die das Kommunikationsnetz KN1 angekoppelt ist, und eine transportprotokollbasierte, hier internetprotokollbasierte Datenschnittstelle D2, über die das Kommunikationsnetz KN2 angekoppelt ist. Da die Kommunikationsnetze KN1 und KN2 mittels des gleichen Transportprotokolls IP logisch direkt an die Netzübergangseinrichtung angekoppelt sind, tritt zumindest logisch kein für die Verbindungsqualität nachteiliger Medienbruch auf. Insbesondere ist keine Umsetzung auf der Transportschicht oder der Netzwerkschicht erforderlich, wodurch sich die Architektur der Netzwerkübergangseinrichtung NU erheblich vereinfacht. The network gateway device NU has one transport protocol based, here internet protocol based Data interface D1, via which the communication network KN1 is coupled, and a transport protocol-based, here internet protocol-based data interface D2, via which the Communication network KN2 is coupled. Since the Communication networks KN1 and KN2 using the same transport protocol IP logically coupled directly to the gateway device are, at least logically, none for the Connection quality disadvantageous media break. In particular, there is none Implementation on the transport layer or the network layer required, which changes the architecture of the Network gateway device NU considerably simplified.

Die Netzübergangseinrichtung NU weist weiterhin eine an die Datenschnittstelle D2 gekoppelte Firewall-Einrichtung FW zur Überwachung des vom Kommunikationsnetz KN2 kommenden Datenverkehrs auf. Die Firewall-Einrichtung FW dient dem Zweck, nur dazu berechtigten Datenpaketen, z. B. nur Datenpaketen bestimmter Anwendungen, Zugang zum Kommunikationsnetz KN1 zu ermöglichen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Firewall-Einrichtung FW so ausgestaltet, dass im Rahmen von Echtzeitkommunikationsverbindungen zwischen den Kommunikationsnetzen KN1 und KN2 auszutauschende Datenpakete die Firewall-Einrichtung FW passieren können. Derartig ausgestaltete Firewall-Einrichtungen werden häufig auch als VoIP-fähig - oder spezifischer als SIP- oder H.323-fähig bezeichnet. Die Firewall-Einrichtung FW kann vorzugsweise als spezifische Funktion der Netzübergangseinrichtung NU ausgebildet sein. Alternativ dazu kann eine VoIP-fähige Firewall-Einrichtung auch mittels eines sogenannten Firewall-Control-Protokolls realisiert werden. In einem solchen Fall erfolgt die Steuerung der eigentlichen Firewall-Einrichtung durch eine sogenannte Firewall-Control-Funktion in der Netzübergangseinrichtung NU oder in der Verbindungssteuerung GK. Die Firewall- Einrichtung FW kann vorzugsweise eine sogenannte NAT- Funktionalität (Network Address Translation) bereitstellen, was eine Umsetzung zwischen nur im Kommunikationsnetz KN1 gültigen, internen Internetprotokolladressen und außerhalb des Kommunikationsnetzes KN1 gültigen Internetprotokolladressen erlaubt. The network gateway device NU also has one Data interface D2 coupled firewall device FW Monitoring of the coming from the communication network KN2 Traffic on. The firewall device FW serves the purpose only authorized data packets, e.g. B. only data packets certain applications, access to the communication network KN1 enable. In the present embodiment, the Firewall device FW designed so that in the context of Real time communication links between the Communication networks KN1 and KN2 to exchange data packets Firewall setup FW can happen. So designed Firewall facilities are often also VoIP-capable - or more specifically called SIP or H.323 capable. The Firewall device FW can preferably be specific Function of the gateway device NU be formed. Alternatively, a VoIP-enabled firewall device can be used also using a so-called firewall control protocol will be realized. In such a case, the Control of the actual firewall setup by a so-called firewall control function in the Network gateway device NU or in the connection control GK. The firewall Device FW can preferably use a so-called NAT Provide functionality (Network Address Translation), what a implementation between only in the communication network KN1 valid, internal Internet protocol addresses and outside of the communication network KN1 Internet protocol addresses allowed.

Die Netzübergangseinrichtung NU weist als Funktionskomponenten eine Signalisierungsübergangseinrichtung SG, häufig auch als Signalling-Gateway bezeichnet, sowie eine davon logisch und oder physikalisch getrennte Nutzdatenübergangseinrichtung MG, häufig auch als Media-Gateway bezeichnet auf. Die Nutzdatenübergangseinrichtung MG wird durch die Signalisierungsübergangseinrichtung SG mittels eines sogenannten Media- Gateway-Control-Protokolls gemäß ITU-T-Empfehlung H.428, gegebenenfalls erweitert um Dienstgütesignalisierungselemente, gesteuert. Diese Kopplung zwischen Signalisierungsübergangseinrichtung SG und Nutzdatenübergangseinrichtung MG ist in der Figur durch einen Doppelpfeil angedeutet. The network gateway device NU points as Functional components of a signaling transition device SG, often also referred to as signaling gateway, and one of them logical and or physically separate user data transfer device MG, often referred to as the media gateway. The User data transfer device MG is by the Signaling transition device SG by means of a so-called media Gateway control protocol according to ITU-T recommendation H.428, possibly extended by quality of service signaling elements, controlled. This coupling between Signaling gateway SG and user data gateway MG is indicated by a double arrow in the figure.

Die Nutzdatenübergangseinrichtung MG ist über die Datenschnittstelle D1 mit dem Kommunikationsnetz KN1 und über die Firewall-Einrichtung FW und die Datenschnittstelle D2 logisch mit dem Kommunikationsnetz KN2 gekoppelt. Die Nutzdatenübergangseinrichtung MG enthält eine Nutzdatenumsetzeinrichtung NIWU zum Umsetzen zwischen unterschiedlichen Nutzdatenkodierungen. Eine derartige Umsetzung ist bei Echtzeitkommunikationsverbindungen zwischen einer Endeinrichtung, hier EE, des Kommunikationsnetzes KN1 und dem Kommunikationsnetz KN2 erforderlich, falls die Kommunikationsnetze KN1 und KN2 keine gemeinsame Nutzdatenkodierung, wie z. B. gemäß ITU-T-Standard G.711, G.723.1 etc., aufweisen. In einem solchen Fall sind im Rahmen der Echtzeitkommunikationsverbindungen zu übertragende Nutzdaten von der Endeinrichtung EE mittels des Echtzeitprotokolls RTP zur Nutzdatenumsetzeinrichtung NIWU zu übertragen, wo die Nutzdaten in eine im Kommunikationsnetz KN2 verwendete Nutzdatenkodierung umgesetzt und mittels des Echtzeitprotokolls RTP in das Kommunikationsnetz KN2 weitergeleitet werden. Eine entsprechende Konvertierung ist bei in umgekehrter Richtung zu übertragenden Nutzdaten erforderlich. The user data transfer device MG is via the Data interface D1 with the communication network KN1 and via the Firewall device FW and the data interface D2 logical coupled to the communication network KN2. The User data transfer device MG contains a user data conversion device NIWU to implement between different Nutzdatenkodierungen. Such an implementation is at Real-time communication connections between a terminal, here EE, des Communication network KN1 and the communication network KN2 required if the communication networks KN1 and KN2 none common user data coding, such as B. according to ITU-T standard G.711, G.723.1 etc. In such a case Realtime communication links to be transmitted User data from the terminal EE using the Real-time protocol RTP for user data conversion device NIWU transmitted where the user data in a in the communication network KN2 used user data coding implemented and by means of Real-time protocol RTP in the communication network KN2 to get redirected. A corresponding conversion is at in Reverse direction of the user data to be transmitted.

Falls dagegen in beiden Kommunikationsnetzen KN1 und KN2 eine gemeinsame Nutzdatenkodierung bereitgestellt wird, können die Nutzdatenpakete unter Umgehung der Nutzdatenumsetzeinrichtung NIWU, direkt zwischen den an der Echtzeitkommunikationsverbindung beteiligten Endeinrichtungen per Echtzeitprotokoll RTP bzw. Internetprotokoll IP übermittelt werden. If, on the other hand, one exists in both communication networks KN1 and KN2 shared user data coding is provided, the User data packets bypassing the user data conversion device NIWU, right between those at the Real-time communication link involved terminal equipment via real-time protocol RTP or Internet protocol IP are transmitted.

Die Signalisierungsübergangseinrichtung SG ist über eine auf dem Signalisierungsprotokoll SP1 basierende Signalisierungsschnittstelle S1, die auf der Datenschnittstelle D1 aufsetzt, an das Kommunikationsnetz KN1 und über eine auf dem Signalisierungsprotokoll SP2 basierende Signalisierungsschnittstelle S2, die über die Firewall-Einrichtung FW auf der Datenschnittstelle D2 aufsetzt an das Kommunikationsnetz KN2 gekoppelt. Die Signalisierungsübergangseinrichtung SG weist als - vorzugsweise austauschbare - Funktionsmodule eine Umsetzeinrichtung SIWU zum Umsetzen zwischen den Signalisierungsprotokollen SP1 und SP2, eine Stellvertretereinrichtung PROXY, sowie eine Adressauflösungseinrichtung BE zur kommunikationsnetzübergreifenden Adressauflösung auf. The signaling transfer device SG is on based on the signaling protocol SP1 Signaling interface S1, which is based on the data interface D1, to the communication network KN1 and via one on the Signaling protocol SP2 based signaling interface S2 via the firewall device FW on the Data interface D2 attaches to the communication network KN2 coupled. The signaling transition device SG points as - preferably interchangeable - function modules Transfer device SIWU for transfer between the Signaling protocols SP1 and SP2, a proxy device PROXY, and an address resolution device BE for cross-communication address resolution.

Die Umsetzeinrichtung SIWU dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel zum logisch direkten Umsetzen zwischen einer Verbindungssignalisierung gemäß dem Signalisierungsprotokoll SP1, hier ein H.323-Protokoll, und einer Verbindungssignalisierung gemäß dem Signalisierungsprotokoll SP2, hier ein H.323- oder ein SIP-Protokoll, auf der Ebene der Anwendungsschicht des OSI-Referenzmodells. Hierbei wird insbesondere eine Verbindungsaufbausignalisierung, eine Dienstmerkmalsignalisierung und eine Dienstgütesignalisierung umgesetzt. The SIWU conversion device is used here Embodiment for logically direct implementation between one Connection signaling according to the signaling protocol SP1, here an H.323 protocol, and a connection signaling according to the signaling protocol SP2, here an H.323 or a SIP protocol, at the application layer level of the OSI reference model. Here, in particular Call setup signaling, a service signaling and implemented quality of service signaling.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Verbindungssignalisierung gemäß dem Signalisierungsprotokoll SP1 von der Verbindungssteuerung GK über die Datenschnittstelle D1 und die Signalisierungsschnittstelle S1 zur Umsetzeinrichtung S1- WU übermittelt, wo eine Umsetzung in die Verbindungssignalisierung gemäß dem Signalisierungsprotokoll SP2 erfolgt. Diese umgesetzte Verbindungssignalisierung über die Signalisierungsschnittstelle S2, die Firewall-Einrichtung FW und die Datenschnittstelle D2 in das Kommunikationsnetz KN1 übermittelt. Eine Übermittlung und Umsetzung einer Verbindungssignalisierung vom Kommunikationsnetz KN2 zur Verbindungssteuerung GK erfolgt analog in umgekehrter Richtung. In the present embodiment, the Connection signaling according to the signaling protocol SP1 from the Connection control GK via the data interface D1 and the signaling interface S1 to the conversion device S1 WU communicates where an implementation in the Connection signaling takes place according to the signaling protocol SP2. This implemented connection signaling via the Signaling interface S2, the firewall device FW and Data interface D2 in the communication network KN1 transmitted. A transmission and implementation of a Connection signaling from communication network KN2 to connection control GK takes place in the opposite direction.

Die Stellvertretereinrichtung PROXY dient im wesentlichen dazu, Steuer- und/oder Anfragemeldungen der Verbindungssteuerung GK in Vertretung für einen Verbindungspartner der Endeinrichtung EE zu bedienen. Insbesondere wird eine Dienstmerkmalsignalisierung der Verbindungssteuerung GK, z. B. gemäß der ITU-T-Empfehlung H.450, durch die Stellvertretereinrichtung PROXY logisch terminiert, falls ein entsprechendes Dienstmerkmal im Kommunikationsnetz KN2 nicht unterstützt wird. Sofern Dienstmerkmale im Kommunikationsnetz KN2 im Rahmen des Signalisierungsprotokolls SP2 auf andere Weise als im Kommunikationsnetz KN1 signalisiert werden, führt die Umsetzeinrichtung SIWU eine Umsetzung zwischen den unterschiedlichen Dienstmerkmalssignalisierungen der Kommunikationsnetze KN1 und KN2 durch. Durch die Umsetzung der Signalisierungsprotokolle SP1 und SP2 und insbesondere eventuell unterschiedlicher Dienstmerkmalssignalisierungen durch die Signalisierungsübergangseinrichtung SG kann eine ansonsten nur mit großem Aufwand implementierbare Kommunikation zwischen der Verbindungssteuerung GK des Kommunikationsnetzes KN1 und einer entsprechenden Verbindungssteuerung (nicht dargestellt) des Kommunikationsnetzes KN2 vermieden werden. The representative facility PROXY essentially serves to tax and / or request reports from the Connection control GK representing a connection partner of EE terminal to operate. In particular, a Feature signaling of the connection control GK, z. B. according ITU-T recommendation H.450, through which Proxy device PROXY logically terminated if a corresponding one Service feature in communication network KN2 not supported becomes. If service features in the communication network KN2 in Frame of the signaling protocol SP2 in a different way than in Communication network KN1 are signaled, the Implementation device SIWU an implementation between the different service feature signaling of the communication networks KN1 and KN2 through. By implementing the Signaling protocols SP1 and SP2 and in particular possibly different service feature signaling by the Signaling transition device SG can otherwise only with great effort to implement communication between the Connection control GK of the communication network KN1 and a corresponding connection control (not shown) of the communication network KN2 can be avoided.

Die Adressauflösungseinrichtung BE dient zum netzübergreifenden Austausch von Adressinformation zwischen den Kommunikationsnetzen KN1 und KN2 und ist vorzugsweise als sogenanntes Border-Element gemäß der ITU-T-Empfehlung H.225.0 Annex G ausgebildet. Zum Aufbau einer Echtzeitkommunikationsverbindung von der Endeinrichtung EE in das Kommunikationsnetz KN2 wird durch die Verbindungssteuerung GK aus einer an der Endeinrichtung EE eingegebenen Zielrufnummer eine Ziel-IP- Adresse abgeleitet (IP: Internet-Protokoll). Zu diesem Zweck ist es erforderlich, dass die Verbindungssteuerung GK über die Adressauflösungseinrichtung BE mit dem Kommunikationsnetz KN2 Adressinformation austauscht. So kann beispielsweise bei jedem Verbindungsaufbau eine jeweilige Ziel-IP-Adresse beim Kommunikationsnetz KN2 abgefragt werden. Alternativ dazu kann ein solcher Austausch auch rufunabhängig erfolgen. The address resolution device BE is used for cross-network exchange of address information between the Communication networks KN1 and KN2 and is preferably a so-called Border element according to ITU-T recommendation H.225.0 Annex G educated. To build one Real-time communication connection from the terminal EE into the communication network KN2 is by the connection control GK from one to the Terminal EE entered destination number a destination IP Address derived (IP: Internet protocol). To this end it is necessary that the connection control GK over the address resolution device BE with the communication network KN2 address information exchanged. For example, at each connection establishment a respective destination IP address at Communication network KN2 are queried. Alternatively, you can such an exchange also takes place independently of the call.

Zum Zwecke des Austauschs von Adressinformation kommuniziert die Verbindungssteuerung GK mittels eines internetprotokollbasierten Adressauflösungsprotokolls ARP1 über die Datenschnittstelle D1 und die Signalisierungsschnittstelle S1 mit der Adressauflösungseinrichtung BE, die wiederum mittels eines internetprotokollbasierten Adressauflösungsprotokolls ARP2 mit dem Kommunikationsnetz KN2 kommuniziert. Das Adressauflösungsprotokoll ARP1 kann vorzugsweise gemäß der ITU-T- Empfehlung H.225.0 Annex G ausgestaltet sein. Sofern das Kommunikationsnetz KN2 ein H.323-Protokoll unterstützt kann das Adressauflösungsprotokoll ARP2 ebenfalls gemäß der ITU-T- Empfehlung H.225.0 Annex G realisiert sein. Falls das Kommunikationsnetz KN2 dagegen das SIP-Protokoll unterstützt, kann auch ein DNS-artiges Protokoll (DNS: Domain Name System) oder das sogenannte TRIP-Protokoll als Adressauflösungsprotokoll ARP2 verwendet werden. Communicated for the purpose of exchanging address information the connection control GK by means of a internet protocol based address resolution protocol ARP1 over the Data interface D1 and the signaling interface S1 with the address resolution device BE, which in turn by means of an internet protocol based address resolution protocol ARP2 communicates with the communication network KN2. The Address resolution protocol ARP1 can preferably according to the ITU-T Recommendation H.225.0 Annex G. If that Communication network KN2 can support an H.323 protocol Address resolution protocol ARP2 also according to the ITU-T Recommendation H.225.0 Annex G must be implemented. If that Communication network KN2, on the other hand, supports the SIP protocol also a DNS-like protocol (DNS: Domain Name System) or the so-called TRIP protocol as an address resolution protocol ARP2 can be used.

Die Netzübergangseinrichtung NU kann physikalisch auf unterschiedliche Weise, z. B. mittels Ethernet, xDSL (x Digital Subscriber Line), Frame Relay, ISDN, ATM, etc. an das Kommunikationsnetz KN2 gekoppelt sein. Die entsprechenden physikalischen Zugriffsmittel können optional von der Netzübergangseinrichtung NU oder durch externe Netzwerkeinrichtungen, wie z. B. sogenannte Access-Router bereitgestellt werden. The network gateway device NU can physically different ways, e.g. B. using Ethernet, xDSL (x digital Subscriber Line), Frame Relay, ISDN, ATM, etc. to the Communication network KN2 be coupled. The corresponding physical means of access can optionally be from the Network gateway device or by external network devices, such as B. so-called access routers can be provided.

Ungeachtet der physikalischen Anbindung besteht jedoch logisch eine direkte internetprotokollbasierte Ankopplung des Kommunikationsnetzes KN2 an die Netzübergangseinrichtung NU. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Netzübergangseinrichtung NU zur logisch direkten Kopplung unterschiedlicher VoIP- Systeme auf der Ebene des Transportprotokolls IP vermeidet einen für die Verbindungsqualität nachteiligen Medienbruch. Regardless of the physical connection, however, there is logically a direct internet protocol based coupling of the Communication network KN2 to the gateway device NU. The use of the gateway device according to the invention NU for logically direct coupling of different VoIP Avoids systems at the level of the transport protocol IP a media break detrimental to the connection quality.

Weiterhin kann die Netzübergangseinrichtung NU - insbesondere bei Ankopplung von drei oder mehr Kommunikationsnetzen - als Multipunkt-Konferenzeinheit eingesetzt werden. Zu diesem Zweck kann die Netzübergangseinheit um eine Mischfunktion zum Mischen und Verteilen von Nutzdatenströmen erweitert werden. Furthermore, the gateway device NU - in particular when connecting three or more communication networks - as Multipoint conference unit can be used. To this The network gateway unit can be used for a mixed function Mixing and distributing user data streams can be expanded.

Claims

1. Network gateway device (NU) for real-time communication connections based on a packet-oriented transport protocol (IP) between a first communication network (KN1) with a first connection control protocol (SP1) set up on the transport protocol (IP) and a second communication network (KN2) with one based on the transport protocol (IP), second connection control protocol (SP2), with

a) a first (D1) and a second (D2) transport protocol-based data interface for logically direct coupling of the first (KN1) and the second (KN2) communication network at the level of the transport protocol,

b) a first signaling interface (S1) based on the first connection control protocol (SP1), coupled with the first data interface (D1) and a second signaling interface (S2) based on the second connection control protocol (SP2), coupled with the second data interface (D2) ), and

c) a conversion device (S1-WU) coupled to the first (S1) and the second (S2) signaling interface for converting between the first (SP1) and the second (SP2) connection control protocol.

2. gateway device according to claim 1, characterized, that the transport protocol (IP) by means of the Internet protocol is realized.

3. Gateway device according to one of the preceding Expectations, characterized, that the first (SP1) and / or the second (SP2) Connection control protocol using a protocol according to the ITU-T recommendation H.323 or using the SIP protocol (Session Initiation Protocol) of the IETF forum is.

4. Gateway device according to one of the preceding claims, characterized by
a logical and / or physical separation into a signaling transition device (SG) for converting between the first (SP1) and the second (SP2) connection control protocol and
a user data transfer device (MG) for converting user data to be transmitted within the real-time communication connections.

5. gateway device according to claim 4, characterized, that the signaling gateway (SG) and the User data transfer device (MG) using the so-called H.248 Protocol according to ITU-T recommendation or by means of the so-called "Media Gateway Control Protocol (MGCP)" according to IETF Standard are coupled.

6. gateway device according to one of the preceding Expectations, marked by a proxy device (PROXY) for operating Tax and / or request reports from the first Communication network (KN1) representing one at one Real-time communication link involved establishment of the second communication network (KN2).

7. Gateway device according to one of the preceding Expectations, marked by a proxy facility (PROXY) to represent a supported in the first communication network (KN1) and in second communication network (KN2) not supported Service feature compared to the first communication network (KN1).

8. gateway device according to one of the preceding Expectations, marked by a feature transition facility (SIWU) for Implement between different service protocols of the first (KN1) and second (KN2) communication network.

9. gateway device according to one of the preceding Expectations, marked by one connected between the data interfaces (D1, D2) Firewall device (FW) for traffic monitoring especially at the link control protocol level (SP1, SP2).

10. gateway device according to one of the preceding claims, marked by an address resolution device (BE) for exchanging Address information between the first (KN1) and the second (KN2) communication network.

11. gateway device according to one of the preceding claims, marked by a quality of service control for implementing Quality of service classes of the connection control protocols on quality of service classes at the level of the transport protocol.

12. Communication system with several, by a gateway device (NU) coupled one of the preceding claims Communication networks (KN1, KN2) with different, on one packet-oriented transport protocol (IP) Connection control protocols (SP1, SP2).

13. Communication system according to Claim 12, characterized, that through the gateway two private Corporate networks or two network operator networks or one private corporate network and a network operator network are coupled together.